Тема 6. Біорізноманіття тварин як наслідок еволюції.
Тема 6. Біорізноманіття тварин як наслідок еволюції.
План
Систематика багатоклітинних тварин.
Особливості будови та життєдіяльності тварин.
Роль тварин у природі та житті людини.
1 Систематика тварин.
Найбільш інформативними для науковців щодо визначення місця справжніх тварин у системі еукаріотів виявилися не гетеротрофне живлення і наявність глікокаліксу, а такі цитологічні критерії, як кількість й розташування джгутиків, форма мітохондріальних крист. У сучасній системі органічного світу (С. Едл із співавторами, 2012) для справжніх тварин визначили місце в групі Задньоджгутикові (Опістоконта). Ця назва позначає заднє розташування джгутика в рухомій клітині (як у сперматозоонів більшості тварин), тоді як інші еукаріоти здебільшого мають передній джгутик. Мітохондрії еукаріотів належать до найбільш консервативних органел, особливості яких не змінюються в ході адаптивної еволюції, тому будова мітохондрій вказує на походження певної еукаріотичної групи надійніше, ніж анатомічні чи фізіологічні ознаки. У справжніх тварин мітохондрії мають пластинчасті кристи, що є важливою відмінністю від інших груп, у яких мітохондрії можуть мати дископодібні чи трубчасті кристи . Хлоропластів у всіх справжніх тварин немає, але в окремих видів поширений симбіоз з водоростями й ціанобактеріями, завдяки чому ці істоти можуть повністю відмовитись від гетеротрофного живлення. Так, у гідри зеленої в ентодермі живуть зелені водорості хлорела звичайна, конволюта живиться, використовуючи зелену водорость платимонас, у клітинах елізії функціонують хлоропласти від жовто-зеленої водорості вошерії. Але у переважної більшості справжніх тварин живлення хемогетеротрофне, наявне активне переміщення у просторі (або упродовж життя, або на певній стадії онтогенезу). Окрім того, для справжніх тварин характерні обмежений ріст, подразливість у формі рефлексів, відсутність клітинної оболонки, запасання глікогену, наявність зародкових листків, стадій бластули і гаструли в зародковому розвитку.
Усі види тварин об’єднано у групу СПРАВЖНІ ТВАРИНИ (Голозої). У межах цього царства найчастіше виокремлюють три підгрупи: Філастерії, Комірцеві джгутикові (Хоанофлагеляти) та Багатоклітинні тварини (Метазої). Вважається, що предками справжніх тварин були одноядерні амеби з тонкими нерозгалуженими псевдоніжками (філоподіями). На сьогодні відкрито й описано два сучасні види, які дають науковцям інформацію про природу одноклітинних предків тварин. Сучасних представників цієї групи об’єднують у підцарство Філастерії, а конкретними представниками є міністерія та капсаспора . Багатоклітинні тварини походять від колоніальних джгутикових, а їх найближчі відомі родичі – комірцеві джгутиконосці. У деяких багатоклітинних тварин, наприклад у губок, до сьогодні збереглися клітини-хоаноцити. Видозмінені комірцеві клітини є навіть у тілі людини – волоскові клітини слухового (кортієвого) органа. Отже, СПРАВЖНІ ТВАРИНИ – клітинні еукаріотичні організми, спорідненість яких доводять такі найзагальніші ознаки, як наявність у клітин одного заднього джгутика, мітохондрій з пластинчастими кристами, відсутність власних хлоропластів й фотосинтезу.
2.Багатоклітинні тварини є найбільшою й найскладнішою групою живих організмів. За особливостями організації розрізняють первинні багатоклітинні та справжні багатоклітинні. До первинних багатоклітинних належать тваринні істоти, в яких немає симетрії, тканин та органів. Справжні багатоклітинні характеризуються наявністю симетрії, появою справжніх тканин, органів і систем органів. У справжніх багатоклітинних тварин з'являються травна, нервова, статева системи, органи чуття. Більшість істот цієї групи вже має видільну систему, а вищі тварини – ще й кровоносну та дихальну системи. У процесі ембріогенезу в справжніх багатоклітинних утворюються зародкові листки, з яких розвиваються тканини та органи дорослих тварин. Серед справжніх багатоклітинних найнижчий рівень посідають реброплави та кнідарії, а найвищий – хордові тварини з такими групами, як риби, амфібії, плазуни, птахи, ссавці. Отже, БАГАТОКЛІТИННІ ТВАРИНИ – це організми, в яких тіло побудоване з великої кількості клітин, що спеціалізуються на здійсненні певних функцій і різняться будовою. Губки (Porifera, Spongia) – первинні багатоклітинні асиметричні тварини, найзагальнішими ознаками яких є наявність пор у стінках тіла та двошаровість тіла. До типу належить близько 5 000 видів прісноводних і морських губок. У тілі, що нагадує мішок чи келих, знизу є основа для прикріплення до субстрату, а зверху – вустя, що веде до кишкової порожнини. У тілі губок розрізняють від 10 до 20 типів клітин. Це покривні пінакоцити, комірцеві хоаноцити, травні амебоцити, резервні археоцити та ін. Найвідомішими представниками є бодяга ставкова , кошик Венери та келих Нептуна. Отже, Первинні багатоклітинні (Prometazoa) – група примітивних асиметричних багатоклітинних тварин, у яких життєві функції виконують диференційовані клітини різних типів, які подібні до клітин одноклітинних твариноподібних організмів. Якими є сучасні погляди на систему справжніх багатоклітинних? Справжні багатоклітинні тварини (Eumetazoa) – група примітивних симетричних багатоклітинних тварин, у яких життєві функції виконують різні органи й системи органів, а в життєвому циклі наявні зародкові листки. За симетрією усі справжні багатоклітинні поділяють на два розділи – Радіальні та Білатеральні, що є відображенням кардинальних еволюційних перетворень організації тіла тварин. Радіальні (Radiata), або Двошарові, – це група справжніх багатоклітинних тварин, ознаками яких є радіальна (променева) симетрія та два зародкові листки. У межах розділу виокремлюють два типи – Реброплави та Жалкі. Це хижаки, через їхнє тіло можна провести дві й більше площин симетрії, у них з’являється дифузна нервова система, у тілі – кишкова порожнина, а між екто- й ентодермою наявна мезоглея, дуже добре розвинута регенерація. Реброплави (Ctenophora, від грец. ktenos – гребінь, phoros – ті, що несуть) – це група справжніх тварин, характерною ознакою яких є наявність на тілі виступів з війками. Нині відомо близько 200 видів, які живуть у морях. На поверхні тіла реброплавів є вісім валиків (ребер), на яких містяться гребневі пластинки, утворені війками. Під час руху пластинки розкладають світло на спектр, тому виникає ілюзія, що по тілу реброплавів пробігають веселкові переливи. Більшість цих тварин має два щупальця, вкриті клейкими клітинами для полювання. Характерна ознака будови тварин цього розділу – двобічна симетрія, що поділяє тіло на дві частини (праву й ліву, передню й задню, спинну й черевну). В ембріогенезі тварин є вже три зародкові листки – екто-, енто- й мезодерма, з яких формуються тканини й органи. Дослідження довели, що група Білатеральні є монофілетичною, тобто двобічносиметричні тварини мали спільного предка. Згодом після своєї появи вони розділилися на дві гілки – Первиннороті й Вториннороті. Основна відмінність між ними – у способі формування ротового отвору. Із тих типів, що їх вивчають у школі, до первинноротих належать Плоскі черви, Молюски, Кільчасті черви (їх поєднали у еволюційну групу на основі таких спільних ознак, як спіральне дроблення та нявність личинки трохофори) та Круглі черви й Членистоногі (утворюють другу еволюційну лінію, для яких спільними ознаками є кутикула та линяння). Раніше плоскі черви вважалися предками круглих червів, а кільчасті – предками членистоногих. Особливе місце в системі тварин посідає група Вториннороті, у яких в ембріогенезі на місці первинного рота розвивається анус, а ротовий отвір формується на протилежному боці зародка. До цієї групи належать Голкошкірі та Хордові .
3.Роль тварин
Тваринний світ є важливою частиною біосфери нашої планети. Разом з рослинами тварини відіграють значну роль в міграції хімічних елементів, яка лежить в основі існуючих у природі взаємозв’язків.
На Землі існує більше 1,5 млн видів тварин, 60-70 % з них становлять безхребетні.
Ландшафтна різноманітність і велика територія України зумовлюють видове багатство тваринного світу. На її терені, включаючи акваторії Чорного і Азовського морів, живе близько 44 800 видів тварин. Найбільш широко представлені такі таксони: членистоногі — більш ніж 39 000 видів, круглі черви - 1 457, стьожкові черви - 1 188. найпростіші - більш ніж 1 200, хордові - більше 700, кільчасті черви - 400, молюски - 369 видів.
Найбільше уваги приділяється зараз вивченню, охороні, відтворенню та раціональному використанню хребетних тварин, фауна яких представлена в Україні більш гііж 200 видами риб, 18 видами земноводних, 20 видами плазунів, близько як 400 вилами птахів та 101 видом ссавців.
Тварини відіграють важливу роль у житті нашої планети та житті людини. Велике значення тварини мають у формуванні ландшафтів. За рахунок морських, переважно одноклітинних, тварин з твердим скелетом відбулося утворення осадових іорід (крейди, вапняку та ін.), поклади яких займають велику територію на поверхні Землі. З діяльністю представників кишковопорожнинних тварин (коралових поліпів) юв'язано виникнення в теплих морях чисельних коралових островів та коралових г 'фів, загальна площа яких дуже значна.
Велика роль належить тваринам в утворенні ґрунту і кори вивітрювання. Існуючі у великій кількості ґрунтові дрібні круглі черви (нематоди), ґрунтові кліщі, дощові чер- : личинки комах, різні ссавці та інші тварини розпушують ґрунт, сприяють аерації і
проникненню вологи, збагачують органічними речовинами, підвищують родючість.
За участю тварин формується хімічний склад підземних і ґрунтових вод.
Тварини впливають на життя рослин. Одні з них є запилювачами рослин (багато видів комах, деякі птахи - колібрі, нектарниці, окремі види летючих мишей), інші - “переносниками насіння (багато птахів і ссавців). Значна кількість рослин зовсім не може існувати без тварин, тому що без допомоги останніх вони не можуть запилюватися або поширюватися. Велика кількість рослиноїдних тварин з’їдають рослини, сприяючи цим покращенню рослинного покриву.
Таким чином, беручи участь у кругообігу речовин у природі, впливаючи на стан розвиток інших її компонентів, тварини відіграють велику роль у підтриманні динамічної рівноваги в живій природі.
Життя тварин тісно пов’язане з життям рослин і тому зміни чисельності перших позначаються на загальному стані других. Різноманітні міжвидові відносини клалися і між тваринами, внаслідок чого вони всі знаходяться в залежності один від одного.
Все це говорить про велику роль, яку відіграють тварини в природних екосистемах.
Неоціненною є роль тварин у житті людини. Багато з них - важливе джерело харчування і сировина для промислового виробництва (сільськогосподарські тварини, риба, хутрові звірі, різноманітна дичина).
Фауна диких тварин є невичерпним джерелом для одомашнення. У наш час інтенсивно одомашнюються хутрові звірі (соболь, норка, лисиця та ін.), проводяться дослідження з приручення лося, страуса, білої куріпки, глухаря та інших. При виведенні нових порід з метою поліпшення якості існуючих використовуються для схрещування їх близькі дикі родичі.
Багато тварин є продуцентами корисних речовин (мед, віск, шовк, лак, спермацет, зміїна та бджолина отрута та ін.), які знайшли широке застосування в народній та офіційній медицині.
Безхребетні тварини мають особливе значення як фільтратори для очищення води - вони вилучають частки органіки та дрібних організмів із води, тим самим очищаючи ЇЇ (губки, коралові поліпи, сидячі поліпи, ракоподібні, молюски та ін.).
Багато видів тварин завдають шкоди сільському господарству, переносять збудників та викликають захворювання людини та сільськогосподарських тварин (найпростіші, гельмінти, комахи, гризуни та ін.). Водночас багато видів є винищувачами вказаних шкідників, в чому полягає їх велика користь.
Усім відоме естетичне значення тварин.
Тварини є об’єктами наукових досліджень, у тому числі медико-біологічних, використовуються як моделі в біоніці.
Оцінюючи значення окремих видів тварин для людини, слід відзначити, що абсолютно шкідливих, як і абсолютно корисних, тварин у природі немає. Значення кожного з них у природі різнобічне і часто суттєво змінюється залежно від його місцеперебування, сезону, чисельності та характеру господарської діяльності людини. Нейтральні або корисні види можуть стати шкідливими, а шкідливі - корисними.
Прикладів того, як тварини, що вважалися шкідливими, після ретельного вивчення їх біології і способу життя визнавалися, навпаки, дуже корисними. Тут можна сказати, зокрема, про хижаків, що є діючим фактором природного добору. Хижі тварини оздоровлюють популяції інших тварин, які є для них кормом. Регулюючи чисельність хижаків там, де їх багато і де вони завдають шкоди, слід турбуватися про охорону в місцях з їх низькою чисельністю.
Кожен вид має або може мати в майбутньому певне позитивне (пряме або опосередковане) значення для людини, і тому повне знищення якогось виду тварин недопустиме. Для переконливості цього безсумнівного положення дозволимо собі навести витяг з книги відомих російських учених О. Баннікова і В. Флінта “Мы должны их спасти”. Автори пишуть: “Кожний вид має неповторний генофонд, який склався в результаті природного добору в процесі його еволюції. Усі види мають потенційну економічну цінність і для людини, оскільки неможливо передбачити, які види можуть стать з часом корисними або навіть незамінними. Можливості використання видів настільки непередбачувані, що було б найбільшою помилкою дати вимерти якомусь виду тільки тому, що сьогодні ми не знаємо його корисності”.